Por: Ing. María José Rodríguez
Hace poco, en una Convención de Minería, pude constatar cómo un panelista detallaba animadamente respecto de las ventajas de contar con “gemelos digitales” en las operaciones mineras. Sin embargo, las expresiones de algunos renombrados asistentes reflejaban, sin duda alguna, desconcierto. Casi se asemejaba a cuando se requieren interpretaciones legales, y los abogados responden en latín; por ello, es importante tener claridad en las definiciones básicas y, sobre todo, explicarlo en forma sencilla.
- Empecemos por el principio: ¿Qué son los gemelos digitales?
Los gemelos digitales (Digital Twins o “DT”) son réplicas virtuales de sistemas, objetos o procesos físicos que mantienen una conexión bidireccional y en tiempo real con su contraparte material. Esta tecnología permite mapear funciones, comportamientos y estructuras de entidades reales dentro de entornos virtuales. Por ejemplo, un modelo virtual de un avión en el que se simulan vuelos para optimizar rutas y reducir el consumo de combustible[1].
Según “Digital Twins and Applications”[2], un aspecto fundamental es la conexión bidireccional entre el DT y el correspondiente objeto físico, de manera que los cambios que suceden en uno se reflejan en el otro en tiempo real. Asimismo, el DT mantiene una reflexión en tiempo real del estado y comportamientos del objeto físico y se actualiza constantemente mediante data extraída de sensores, herramientas smart u otros.
Estas extraordinarias características permiten crear un modelo más sincronizado con la realidad y que permite simular escenarios, optimizar operaciones y predecir resultados, impulsando la toma de decisiones basada en evidencia[3].
Desde su concepción como herramienta de representación de activos aislados, han pasado a constituirse como ecosistemas inteligentes interconectados que integran inteligencia artificial (IA), internet de las cosas (IoT), edge computing y machine learning, configurando la infraestructura digital de la nueva era industrial.
- Principales funciones:
La principal función de los gemelos digitales es cerrar la brecha entre el mundo real y el digital, lo cual provee una poderosa herramienta para comprender y administrar sistemas.
Podemos resumir las funciones de los gemelos digitales en las siguientes cuatro categorías:
- Capturar (descriptiva): Recopila datos en tiempo real desde sensores, IoT o sistemas de control para mostrar el “estado actual” del activo.
- Analizar (diagnóstica): Compara el estado real con el modelo ideal para detectar desviaciones y generar alertas o informes automáticos.
- Predecir (predictiva): Ejecuta simulaciones y modelos de aprendizaje automático para prever resultados, optimizar recursos o prevenir fallos.
- Actuar (prescriptiva): Aplica algoritmos de inteligencia artificial y control autónomo para implementar automáticamente la mejor estrategia según los objetivos definidos.
Algunos ejemplos de estas funciones:
- En redes 5G, los Digital Twin Networks diagnostican fallos de conectividad y anticipan pérdidas de paquetes antes de que afecten al usuario.
- En la Novel Generation Modelling Platform (NGM) [4], los gemelos digitales operan dentro de un sistema de control en lazo cerrado, ajustando variables del proceso industrial en tiempo real.
- En minería, DT permite simular y optimizar procesos extractivos, reducir riesgos operativos y anticipar fallos en maquinaria o estructuras subterráneas.
Otras funciones complementarias de soporte de los DT son la integración de datos, la visualización avanzada, trazabilidad, gobernanza y sostenibilidad.
- Algunas áreas de aplicación:
Las diversas y crecientes áreas de aplicación de la tecnología de Gemelos Digitales (DT) confirman su amplia relevancia en numerosas industrias complejas, particularmente en el contexto de la transformación digital (Industria 4.0).
Según Sun et al. (2024), los sectores con adopción de los DT actualmente son los siguientes:
- Manufactura: Cruciales para el mantenimiento predictivo, el control de calidad y la optimización de la cadena de suministro. Por ejemplo, Siemens utiliza gemelos digitales para simular y optimizar los procesos de producción, lo que conlleva mejoras significativas en la eficiencia y la calidad del producto.
- Aeroespacial: Predicción de desempeño y mantenimiento de aeronaves y satélites.
- Salud: Mejora de la eficiencia operativa, el mantenimiento predictivo y la calidad general de los entornos sanitarios.[5] Por ejemplo, la simulación y control de variables en las salas de operaciones en hospitales, como temperatura, humedad, iluminación, etc.
- Energía: Al crear réplicas digitales de los activos energéticos, los operadores pueden predecir las necesidades de mantenimiento, mejorar la eficiencia y reducir el tiempo de inactividad.
- Agricultura: Se utiliza en la agricultura de precisión para monitorear la salud de los cultivos, las condiciones del suelo y los patrones climáticos, ayudando a los agricultores a tomar decisiones informadas sobre el riego, la fertilización y la cosecha.
- Construcción: La fusión DT con blockchain permite construir un registro inmutable de datos de diseño, construcción y mantenimiento, facilitando la interoperabilidad entre actores del ecosistema AEC-FM (Arquitectura, Ingeniería, Construcción y Facility Management).
- Cadena de suministro: La optimización de las redes logísticas mediante la simulación de diferentes escenarios de la cadena conlleva mejoras en los plazos de entrega, una reducción de costes y una mayor resiliencia.
- Agua: Se aplica a los sistemas de tratamiento y distribución de agua para controlar la calidad del agua, predecir fallos en las tuberías y optimizar la red general de suministro de agua.
- Telecomunicaciones: Permiten redes autorreguladas, anticipar la demanda, reducir la latencia, minimizar las caídas de conexión y optimizar el consumo energético.
Así pues, es claro que los gemelos digitales se han convertido en el lenguaje común de la transformación digital, permitiendo la convergencia entre sectores tradicionalmente aislados.
- Conclusiones:
- Como hemos indicado líneas arriba, la tecnología de los gemelos digitales (Digital Twins, DT) es una herramienta poderosa, caracterizada por su conectividad en tiempo real y su probada capacidad de predicción y optimización en sistemas complejos; es decir, poder cerrar la brecha entre el mundo real y el digital, proveyendo una extraordinaria herramienta para comprender y administrar sistemas.
- Desde hospitales hasta fábricas, operaciones mineras, puertos, empresas de construcción o de telecomunicaciones, entre otras, deben considerar el impacto de esta tecnología, la cual trasciende la eficiencia técnica para redefinir la relación entre el ser humano, la máquina y el entorno, abriendo una nueva era de inteligencia operacional y sostenibilidad.
- Aunque todavía queda camino por recorrer, el avance continuo de los DT —y su integración con tecnologías emergentes como blockchain, inteligencia artificial y edge computing— impulsará su adopción generalizada y efectiva en múltiples sectores.
- En el tránsito del dato al impacto, los gemelos digitales encarnan el paso de la representación a la acción: son el espejo inteligente del mundo físico, donde cada bit refleja una decisión que transforma la realidad.
Ing. María José Rodríguez
Jefa de Transformación Digital
maria.rodriguez@kaitekiregulacion.pe
[1] Simplificando el ejemplo al máximo para efectos didácticos, contar con el back-up de los archivos de una computadora es tomar la “foto del momento” y nada más. Contar con un respaldo de esos archivos en la “nube” es tener actualizados esos archivos en tiempo real, y nada más. Contar con un “gemelo digital” es tener el AVATAR de la operación, en el cual se pueden implementar procesos de prueba, por ejemplo, de manera que tu empresa sea más eficiente (no se detiene el eje productivo) y no se generen sobrecostos. El “gemelo digital” es como un espejo inteligente, en que se refleja la imagen en tiempo real, pero con una gran diferencia: Este gemelo aprende y actúa en base a tus datos reales y predice lo que va a suceder. Y eso es solo el comienzo.
[2] Inaugural Editorial — Digital Twins and Applications (Sun et al., 2024)
[3] Un gemelo digital es una maqueta viva que respira datos. Por ejemplo, su aplicación para definir políticas públicas en base a evidencias es extraordinaria. De esta manera, en una megaciudad caótica como es Lima, se podría generar una “maqueta” que se actualice constantemente con información del tráfico, donde los planificadores pueden probar políticas o infraestructuras antes de aplicarlas en la realidad.
[4] Promoting Digital Twin Technology Application for Process Industry (Zhang et al., 2024)
[5] Towards a Healthier Hospital Environment: The Role of Digital Twins in Achieving Optimal Environmental Comfort – Cumo et al., 2025.
